烤焦 天冬酰胺 丙烯酰胺
您是否应该担心吃烤焦的面包？
大剂量的天冬酰胺会导致动物患癌症。其对人类的影响就是由此推断出来的。
Joe Schwarcz 博士| 2024 年 9 月 6 日 医疗的健康与营养普通科学
发表于 《蒙特利尔公报》。
我很不好意思地告诉你，我在准备早上的例行工作——牛油果吐司时触发了办公室的火警，直到我闻到烟味才注意到其中一片牛油果碰到了烤面包机的元件。看来烟雾探测器很灵敏！幸运的是，当时是清晨，只有几个人需要疏散大楼。然后我陷入了困境：吃掉吐司还是扔掉？我之所以提出这个问题，是因为我熟悉一些科学文献，它们评估了食用烧焦食物的风险，尤其是丙烯酰胺，丙烯酰胺是一种据称致癌的物质，当含有碳水化合物和氨基酸天冬酰胺的食物加热到超过 120 摄氏度时会形成这种物质。基本上由淀粉和少量天冬酰胺制成的面包就属于这一类。
加热后，部分淀粉会分解释放葡萄糖，蛋白质会分解释放氨基酸，与已存在的氨基酸结合。葡萄糖和氨基酸会进行所谓的“美拉德反应”，该反应以法国化学家路易·卡米尔·美拉德 (Louis Camille Maillard) 的名字命名，他于 1912 年描述了糖和氨基酸之间的反应，该反应会产生一系列化合物，使褐色食物具有独特的风味。当该氨基酸是天冬酰胺时，形成的化合物是丙烯酰胺，国际癌症研究机构 (IARC) 将其归类为“可能的人类致癌物”。这是基于给动物喂食大剂量，并对小剂量对人类的影响做出有根据的猜测。
不同的科学机构对成人每天可以安全摄入的最大量给出了不同的猜测，从 25 微克到 195 微克不等。这些猜测都是基于动物数据，因为显然，人类不可能被喂食不同量的丙烯酰胺，并进行数十年的监测以确定癌症的发病率。最接近的猜测是跟踪人群健康状况的研究，这些人群定期填写食物频率问卷，从中可以估算出丙烯酰胺的摄入量。大多数此类研究都发现与癌症无关。
尽管如此，尽量减少接触任何会导致动物患癌症的物质是明智之举，因此我们可以查看特定食物中的丙烯酰胺含量，并将其与最大推荐每日摄入量的猜测值进行比较。如果将所有食物都考虑在内，则成人每天平均摄入 30 到 40 微克，远低于猜测值。薯片和炸薯条的含量最高，一份含有约 50 微克。一份麦片约含 7 微克，一杯咖啡含不到 1 微克。那么吐司呢？每片大约含 5 微克。烤焦的吐司含量会更高，但仍低于最严格的每日推荐摄入量 25 微克。
尽管丙烯酰胺对人体的影响微乎其微，但研究人员已经研究了各种减少接触的方法。一个明显的目标是减少含有糖和游离氨基酸的食物中存在的天冬酰胺。如果没有天冬酰胺，丙烯酰胺就无法形成。天冬酰胺酶是一种催化天冬酰胺转化为不活泼天冬氨酸的酶，可以从多种真菌和细菌中分离出来。常见的霉菌黑曲霉和大肠杆菌菌株就是典型的例子。将天冬酰胺酶添加到面粉中应该能够减少用这种面粉制成的面团加热时形成的丙烯酰胺的量。
意大利研究人员通过研究披萨探索了这种可能性。最终产品中的丙烯酰胺含量减少了 50%！其他科学家证明，用天冬酰胺酶处理过的面团制成的吐司中丙烯酰胺含量减少了 90%，用天冬酰胺酶溶液浸泡过的土豆制成的炸薯条中丙烯酰胺含量减少了近 60%。
另一种有吸引力的方法是通过基因工程减少小麦和马铃薯中天然存在的天冬酰胺的含量。谷物和马铃薯中天冬酰胺的产生需要几种基因的活性，这表明如果这些基因在某种程度上被抑制，天冬酰胺的含量就会减少。有两种可能：要么阻止基因发出触发天冬酰胺产生的信号，要么从小麦或马铃薯的 DNA 中去除这些基因。
第一种可以通过 RNA 沉默来实现。产生天冬酰胺的信息涉及将其形成所需的信息从细胞核中的 DNA 转移到信使 RNA (mRNA)，然后信使 RNA 利用此信息指示细胞制造天冬酰胺。2006 年，安德鲁·费尔和克雷格·梅洛因发现可在实验室合成的短链 RNA 可以结合并灭活特定的 mRNA 而获得诺贝尔生理学或医学奖。该技术已被用于开发可减少丙烯酰胺潜在形成的土豆。由于没有引入外来基因，因此无需进行标签标注。有趣的是，炸薯条营销人员并没有急于推广使用这种土豆，因为这会暗示他们之前销售的炸薯条存在风险。
对于小麦而言，最有前景的技术是基于一种名为 CRISPR/Cas9 的工具，该工具让 Emmanuelle Charpentier 和 Jennifer Doudna 于 2020 年获得了诺贝尔化学奖。这通常被描述为一种“分子剪刀”，可以将特定基因（例如负责产生天冬酰胺的基因）从 DNA 中编辑掉。同样，没有引入外来基因。英国罗瑟姆斯特德研究中心的 Nigel Halford 教授利用 CRISPR/Cas9 技术培育出天冬酰胺含量大大降低的小麦。这项研究已从实验室走向田间试验，并证明了该技术是有效的。
毫无疑问，通过这些技术减少丙烯酰胺摄入量的方法具有重大的学术意义。然而，鉴于丙烯酰胺是人类致癌物的证据并不充分，其实际意义值得怀疑。加拿大成年人平均每天摄入约 25 微克丙烯酰胺，即使按照欧洲食品安全协会和加州 65 号提案的严格标准，这个量也不算问题。
现在回到我烤焦的面包上。我知道那天我不会再吃任何含有大量丙烯酰胺的食物，比如薯片或炸薯条，所以我刮掉了黑色的东西，在面包片上涂上鳄梨，然后吃了下去。但我现在更加小心，不让面包烤焦。更重要的是，我限制了吃薯片和炸薯条。